[发明专利]一种钠离子电池富钠正极材料及其制备方法和钠离子电池

权利要求书

1.一种钠离子电池富钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在搅拌下，将镍盐溶液、钴盐溶液、锰盐溶液、物质A溶液和钠盐溶液混合，所述混合的条件使得混合溶液中Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺和Na⁺的总摩尔数与草酸根离子的摩尔数之比为0.8～1:1；

(2)在密封环境下，将上述混合溶液进行水热反应，然后进行冷却、固液分离、洗涤、干燥，得到前驱体；

(3)将前驱体在空气氛围下煅烧，得到钠离子电池富钠正极材料；

其中，步骤(1)中，所述混合的方法包括：

(a)分别以Ni²⁺、Co²⁺和Mn²⁺计，将摩尔比为0.08～1:0.08～1:1的镍盐、钴盐和锰盐混合，溶于水中，得到均匀的溶液1；

(b)分别以Na⁺和草酸根计，将摩尔比为0.50～0.64:1的钠盐和物质A混合，溶于水中，得到均匀的溶液2；

(c)在搅拌下，将溶液1和溶液2混合；

其中，所述物质A为草酸、草酸钠、草酸钾、草酸三氢钾和草酸铵中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述混合的方法包括：

(a)分别以Ni²⁺、Co²⁺和Mn²⁺计，将摩尔比为0.18～0.33:0.18～0.33:1的镍盐、钴盐和锰盐混合，溶于水中，得到均匀的溶液1；

(b)分别以Na⁺和草酸根计，将摩尔比为0.58～0.62:1的钠盐和物质A混合，溶于水中，得到均匀的溶液2；

(c)在搅拌下，将溶液1和溶液2混合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，所述水热反应的条件包括：温度为100～250℃；时间为4～24小时。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(2)中，所述水热反应的条件包括：温度为120～200℃；时间为4～18小时。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(3)中，所述煅烧的条件包括：先在300～700℃下恒温预煅烧2～10小时，再在700～1200℃下烧结5～40小时。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(3)中，所述煅烧的条件包括：先在400～600℃下恒温预煅烧3～8小时，然后压成片状，再在700～1000℃下烧结5～30小时。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述镍盐为乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍和氯化镍中的一种或多种；所述钴盐为乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴和氯化钴中的一种或多种；所述锰盐为乙酸锰、硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述钠盐为乙酸钠、碳酸钠、硝酸钠和氯化钠中的一种或多种。

9.权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的钠离子电池富钠正极材料。

10.根据权利要求9所述的钠离子电池富钠正极材料，其中，所述钠离子电池富钠正极材料为xNa₂MnO₃·(1-x)Na(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂，0≤x≤0.8。

11.根据权利要求10所述的钠离子电池富钠正极材料，其中，0.4≤x≤0.6。

12.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池的正极材料包括权利要求9或10所述的钠离子电池富钠正极材料。